Martin Hanczyc: The line between life and not-life

مارتین هنکزک:مرز بین زند و غیر زند

Translator: Shahram Eatezadi Reviewer: soheila Jafari

So historically there has

ازنظرتاریخی یک تفاوت عظیم بین آنچه که مردم از سیستمهای غیرزنده درنظر دارند ازیکطرف

been a huge divide between what people

ازنظرتاریخی یک تفاوت عظیم بین آنچه که مردم از سیستمهای غیرزنده درنظر دارند ازیکطرف

consider to be non-living systems on one

ازنظرتاریخی یک تفاوت عظیم بین آنچه که مردم از سیستمهای غیرزنده درنظر دارند ازیکطرف

side, and living systems on the other side.

وسیستمهای زنده ازطرف دیگروجوددارد.

So we go from, say, this beautiful and

خُب ما به این کریستال زیبا وپیچیده یک غیرزنده میگوئیم و در مقابل ، این گربه پیچیده ونسبتا زیبا را قرار میدهیم.

complex crystal as non-life, and this rather

خُب ما به این کریستال زیبا وپیچیده یک غیرزنده میگوئیم و در مقابل ، این گربه پیچیده ونسبتا زیبا را قرار میدهیم.

beautiful and complex cat on the other side.

خُب ما به این کریستال زیبا وپیچیده یک غیرزنده میگوئیم و در مقابل ، این گربه پیچیده ونسبتا زیبا را قرار میدهیم.

Over the last hundred and fifty years or so,

در طی یکصدوپنجاه سال گذشته

science has kind of blurred this distinction

علم بنوعی این تمایز بین سیستمهای زنده وغیرزنده را تار وغیر واضح دیده است.

between non-living and living systems, and

علم بنوعی این تمایز بین سیستمهای زنده وغیرزنده را تار وغیر واضح دیده است.

now we consider that there may be a kind

اکنون ما درنظر میگیریم که ممکنه یک تسلسل و رابطه تسلسلی بین ایندو وجودداشته باشه.

of continuum that exists between the two.

اکنون ما درنظر میگیریم که ممکنه یک تسلسل و رابطه تسلسلی بین ایندو وجودداشته باشه.

We'll just take one example here:

اینجا یک مثال براتوم میزنم:

a virus is a natural system, right?

ویروس یک سیستم طبیعیه. درسته؟

But it's very simple. It's very simplistic.

اما اون خیلی ساده است.

It doesn't really satisfy all the requirements,

اون درواقع همه نیازها را برآورده نمیکنه

it doesn't have all the characteristics

اون همه ویژگی ها ی یک سیستم زنده رانداره و درواقع یک انگل است

of living systems and is in fact a parasite

اون همه ویژگی ها ی یک سیستم زنده رانداره و درواقع یک انگل است

on other living systems in order to, say,

در سایر سیستمهای زنده بمنظور تولیدمثل و تکامل.

reproduce and evolve.

در سایر سیستمهای زنده بمنظور تولیدمثل و تکامل.

But what we're going to be talking about here

ولی چیزی که ما قراره امشب اینجادرباره اش صحبت کنیم

tonight are experiments done on this sort of

تجربیاتی است که روی این نوع ازآخرین غیرزنده‌های از این طیف ازموجودات انجام شده است--

non-living end of this spectrum -- so actually

تجربیاتی است که روی این نوع ازآخرین غیرزنده‌های از این طیف ازموجودات انجام شده است--

doing chemical experiments in the laboratory,

که درواقع انجام آزمایشات شیمیایی در آزمایشگاه شامل مخلوط کردن اجزای غیرزنده

mixing together nonliving ingredients

که درواقع انجام آزمایشات شیمیایی در آزمایشگاه شامل مخلوط کردن اجزای غیرزنده

to make new structures, and that these

برای ساختن ساختارهای جدید واون ساختارهای جدید ممکنه دارای برخی از ویژگی های سیستمهای زنده باشند.

new structures might have some of the

برای ساختن ساختارهای جدید واون ساختارهای جدید ممکنه دارای برخی از ویژگی های سیستمهای زنده باشند.

characteristics of living systems.

برای ساختن ساختارهای جدید واون ساختارهای جدید ممکنه دارای برخی از ویژگی های سیستمهای زنده باشند.

Really what I'm talking about here is

چیزی که درواقع من اینجا دارم درباره اش صحبت میکنم

trying to create a kind of artificial life.

تلاش برای ایجاد نوعی از زندگی مصنوعی است.

So what are these characteristics that I'm

که چیزهایی که من دربارشون دارم صحبت میکنم چه چیزهایی هستند؟ اینها اونها هستند

talking about? These are them.

که چیزهایی که من دربارشون دارم صحبت میکنم چه چیزهایی هستند؟ اینها اونها هستند

We consider first that life has a body.

ما درابتدا درنظرمیگیریم که حیات یک تنه داره.

Now this is necessary to distinguish the self

وحالا لازمه که خودرا از محیط اطراف تمیز داد.

from the environment.

وحالا لازمه که خودرا از محیط اطراف تمیز داد.

Life also has a metabolism. Now this is a

زندگی یک متابولیسم - سوخت و ساز هم داره.

process by which life can convert resources

این یک روندی است که بوسیله اون زندگی میتونه منابع محیط را به بلوکهای سازنده تبدیل کنه که اون بتونه خودشو نگهداری کنه و خودشو بسازه.

from the environment into building blocks

این یک روندی است که بوسیله اون زندگی میتونه منابع محیط را به بلوکهای سازنده تبدیل کنه که اون بتونه خودشو نگهداری کنه و خودشو بسازه.

so it can maintain and build itself.

این یک روندی است که بوسیله اون زندگی میتونه منابع محیط را به بلوکهای سازنده تبدیل کنه که اون بتونه خودشو نگهداری کنه و خودشو بسازه.

Life also has a kind of inheritable information.

زندگی(حیات) یک سری از اطلاعات قابل انتقال به نسل بعدی داره.

Now we, as humans, we store our information

ما بعنوان انسان این اطلاعات را نگه داشتیم

as DNA in our genomes and we pass this

بعنوان DNAدر ژنوم (گنجینه ژنتیکی) خودمان که اون اطلاعات را به نسل بعدیمون منتقل میکنیم.

information on to our offspring.

بعنوان DNAدر ژنوم (گنجینه ژنتیکی) خودمان که اون اطلاعات را به نسل بعدیمون منتقل میکنیم.

If we couple the first two -- the body and the metabolism --

اگه ما این دوتارابه هم مزدوج کنیم--بدنه و متابولیسم--

we can come up with a system that could

ما میتونیم به فکر یک سیستمی که بتونه شاید حرکت کنه و تولید مثل کنه بیفتیم

perhaps move and replicate, and if we

ما میتونیم به فکر یک سیستمی که بتونه شاید حرکت کنه و تولید مثل کنه بیفتیم

coupled these now to inheritable information,

که اگه ما این دوتا رو برای اطلاعات قابل انتقال با هم مزدوج کنیم،

we can come up with a system that would be

ما میتونیم به فکر سیستمی باشیم که بیشتر شبیه حیات باشه و شاید تکامل یافته تر.

more lifelike, and would perhaps evolve.

ما میتونیم به فکر سیستمی باشیم که بیشتر شبیه حیات باشه و شاید تکامل یافته تر.

And so these are the things we will try to do

واین چیزهایی هستند که ما تلاش خواهیم کرد که درآزمایشگاه انجام بدیم

in the lab, make some experiments that have

و انجام برخی تجربیاتی که دارای یکی یا بیشتر ازاین ویژگیها ی حیات باشه.

one or more of these characteristics of life.

و انجام برخی تجربیاتی که دارای یکی یا بیشتر ازاین ویژگیها ی حیات باشه.

So how do we do this? Well, we use

بسیار خوب چگونه ما اینو انجام بدیم؟ خب ما

a model system that we term a protocell.

از یک سیستم مدلی استفاده میکنیم که آنرا یک پیش سلول مینامیم.

You might think of this as kind of like a

شما ممکنه به این به چشم یک سلول ابتدایی نگاه کنید.

primitive cell. It is a simple chemical

شما ممکنه به این به چشم یک سلول ابتدایی نگاه کنید.این یک مدل شیمیایی ساده از یک سلول زندگی است

model of a living cell, and if you consider

شما ممکنه به این به چشم یک سلول ابتدایی نگاه کنید.این یک مدل شیمیایی ساده از یک سلول زندگی است

for example a cell in your body may have

و برای مثال اگه شما یک سلول را در بدنتون درنظربگیرید

on the order of millions of different types

ممکنه حاوی میلیونها نوع مختلف

of molecules that need to come together,

از مولکولهایی باشند که نیاز است با هم باشند یا باهم بازی کنند در یک شبکه پیچیده

play together in a complex network

از مولکولهایی باشند که نیاز است در یک شبکه پیچیده

to produce something that we call alive.

بمنظور تولید چیزی که ما آنرا" زنده" مینامیم با هم باشند و با هم کاری را انجام دهند.

In the laboratory what we want to do

درآزمایشگاه چیزی که ما میخواهیم انجام بدهیم

is much the same, but with on the order of

خیلی شبیه اینه اما با دهها نوع ترتیب مختلف ازمولکولها

tens of different types of molecules --

خیلی شبیه اینه اما با دهها نوع ترتیب مختلف ازمولکولها

so a drastic reduction in complexity, but still

که درنتیجه با یک کاهش اساسی در پیچیدگی هنوز تلاش میکنه چیزی را تولید کنه که شبیه شبه زندگیه.

trying to produce something that looks lifelike.

که درنتیجه با یک کاهش اساسی در پیچیدگی هنوز تلاش میکنه چیزی را تولید کنه که شبیه شبه زندگیه.

And so what we do is, we start simple

وچیزی که ما انجام میدیم شروع ساده راهی است به سوی سیستمهای زنده.

and we work our way up to living systems.

وچیزی که ما انجام میدیم شروع ساده راهی است به سوی سیستمهای زنده.

Consider for a moment this quote by

برای یک لحظه گفته "لدوک" را که یکصدسال پیش با توجه به نوعی زیست شماسی مصنوعی را در نظر بگیرید:

Leduc, a hundred years ago, considering a

برای یک لحظه گفته "لدوک" را که یکصدسال پیش با توجه به نوعی زیست شماسی مصنوعی را در نظر بگیرید:

kind of synthetic biology:

برای یک لحظه گفته "لدوک" را که یکصدسال پیش با توجه به نوعی زیست شماسی مصنوعی را در نظر بگیرید:

"The synthesis of life, should it ever occur,

" تلفیق (سنتز) زندگی که باید برای همیشه جریان یابد

will not be the sensational discovery which we

کشف احساسی که ما اغلب درارتباط باموضوع میدانیم نخواهدبود."

usually associate with the idea."

کشف احساسی که ما اغلب درارتباط باموضوع میدانیم نخواهدبود."

That's his first statement. So if we actually

این اولین گفته اوست.که اگرما واقعا

create life in the laboratories, it's

حیات رادرآزمایشگاه هایمان ایجادکنیم

probably not going to impact our lives at all.

احتمالا قرارنیست که اصلا زندگیهامونو تحت تاثیرقراربده.

"If we accept the theory of evolution, then

"اگه ما فرضیه تکامل را قبول کنیم

the first dawn of synthesis of life must consist

اولین قسمت سنتز حیات باید در تولید اشکال واسطه ای بین دنیای آلی وغیرآلی باشد یا بین دنیای زنده وغیرزنده..

in the production of forms intermediate

اولین قسمت سنتز حیات باید در تولید اشکال واسطه ای بین دنیای آلی وغیرآلی باشد یا بین دنیای زنده وغیرزنده..

between the inorganic and the organic

اولین قسمت سنتز حیات باید در تولید اشکال واسطه ای بین دنیای آلی وغیرآلی باشد یا بین دنیای زنده وغیرزنده..

world, or between the non-living

اولین قسمت سنتز حیات باید در تولید اشکال واسطه ای بین دنیای آلی وغیرآلی باشد یا بین دنیای زنده وغیرزنده..

and living world, forms which possess

اولین قسمت سنتز حیات باید در تولید اشکال واسطه ای بین دنیای آلی وغیرآلی باشد یا بین دنیای زنده وغیرزنده..

only some of the rudimentary attributes of life"

اشکالی که دارای فقط برخی از منسوبین ابتدایی حیات هستند."

-- so, the ones I just discussed --

--که چیزهایی را که من بحث کردم--

"to which other attributes will be slowly added

"به اون جنبه دیگری استناد میکنه که به آرامی اضافه خواهند شد

in the course of development by the

در زمینه توسعه بوسیله اعمال تکاملی محیط."

evolutionary actions of the environment."

در زمینه توسعه بوسیله اعمال تکاملی محیط."

So we start simple, we make some structures

خُب ما ساده شروع میکنیم و برخی ازساختارهایی را میسازیم

that may have some of these characteristics

که ممکنه برخی ازاین صفات حیات را داشته باشند وبعد ما سعی در گسترش آن بسمت اینکه بیشتر شبیه حیات بشن داریم.

of life, and then we try to develop that

که ممکنه برخی ازاین صفات حیات را داشته باشند وبعد ما سعی در گسترش آن بسمت اینکه بیشتر شبیه حیات بشن داریم.

to become more lifelike.

که ممکنه برخی ازاین صفات حیات را داشته باشند وبعد ما سعی در گسترش آن بسمت اینکه بیشتر شبیه حیات بشن داریم.

This is how we can start to make a protocell.

این طوری ما میتونیم شروع به ساختن پیش سلول کنیم.

We use this idea called self-assembly.

ما از این ایده که خودگردآوری نام داره استفاده میکنیم.

What that means is, I can mix some

اون بدین معنیه که من میتونم مخلوط کنم

chemicals together in a test tube in my lab,

برخی از موادشیمیایی را با یکدیگر در یک لوله آزمایش در آزمایشگاهم

and these chemicals will start to self-associate

واین موادشیمیایی شروع به همبستگی و واکنش بایکدیگرمیکنندو ساختارهای بزرگتر وبزرگتری میسازند.

to form larger and larger structures.

واین موادشیمیایی شروع به همبستگی و واکنش بایکدیگرمیکنندو ساختارهای بزرگتر وبزرگتری میسازند.

So say on the order of tens of thousands,

درنتیجه بترتیب دهها هزار

hundreds of thousands of molecules will

صدها هزار از این مولکولها

come together to form a large structure

پیش هم خواهند آمد تا یک ساختار بزرگتری را بسازند که قبل از آن وجودنداشته.

that didn't exist before.

پیش هم خواهند آمد تا یک ساختار بزرگتری را بسازند که قبل از آن وجودنداشته.

And in this particular example,

ودراین مثال ویژه

what I took is some membrane molecules,

چیزی که من گرفتم برخی مولکولهای غشایی بود

mixed those together in the right environment,

که دراین محیط مناسب با هم مخلوط شده بودند

and within seconds it forms these rather

ودرخلال چندثانیه تشکیل این ساختارهای نسبتا پیچیده و زیبا را دراینجا میده.

complex and beautiful structures here.

ودرخلال چندثانیه تشکیل این ساختارهای نسبتا پیچیده و زیبا را دراینجا میده.

These membranes are also quite similar,

این غشاهاازنظر ظاهری و ساختمانی خیلی به غشاهای بدن شما شبیه هستند.

morphologically and functionally,

این غشاهاازنظر ظاهری و ساختمانی خیلی به غشاهای بدن شما شبیه هستند.

to the membranes in your body,

این غشاهاازنظر ظاهری و ساختمانی خیلی به غشاهای بدن شما شبیه هستند.

and we can use these, as they say,

وهمانطور که میگن ما میتونیم از اونها برای ساختن بدنه از پیش سلولهای خودمون استفاده کنیم.

to form the body of our protocell.

وهمانطور که میگن ما میتونیم از اونها برای ساختن بدنه از پیش سلولهای خودمون استفاده کنیم.

Likewise,

بهمین شکل

we can work with oil and water systems.

ما میتونیم با سیستمهای آبی و روغنی کارکنیم.

As you know, when you put oil and water together,

همانطور که میدانید وقتی که شما آب و روغن را روی هم میریزید

they don't mix, but through self-assembly

با هم مخلوط نمیشوند ولی ازطریق خود گردآوری

we can get a nice oil droplet to form,

ما میتونیمیک قطره روغن را برای شکل دادن بگیریم

and we can actually use this as a body for

ومیتونیم درواقع از این بعنوان یک بدنه برای ارگانیسم مصنوعی ما یا پیش سلولمون استفاده کنیم.

our artificial organism or for our protocell,

ومیتونیم درواقع از این بعنوان یک بدنه برای ارگانیسم مصنوعی ما یا پیش سلولمون استفاده کنیم.

as you will see later.

همانطور که بعدا میبینید.

So that's just forming some body stuff, right?

خب..اون فقط درست کردن برخی اجزای بدنه است.درسته؟

Some architectures.

برخی معماران.

What about the other aspects of living systems?

در مورد سایر جنبه های سیستمهای زنده چه؟

So we came up with this protocell model here

خب.. ما اینجا بفکر این مدل پیش سلولی افتادیم که دارم نشونتون میدم.

that I'm showing.

خب.. ما اینجا بفکر این مدل پیش سلولی افتادیم که دارم نشونتون میدم.

We started with a natural occurring clay

ما با یک خاک رس طبیعی بنام مونت مورینولیت شروع کردیم.

called montmorillonite.

ما با یک خاک رس طبیعی بنام مونت مورینولیت شروع کردیم.

This is natural from the environment, this clay.

این خاک رس طبیعی و گرفته شده از محیط زیست است.

It forms a surface that is, say, chemically active.

اون یک سطحی را که ازنظرشیمیایی فعال است را تشکیل میدهد.

It could run a metabolism on it.

اون میتونه یک متابولیسم را اجرا کنه.

Certain kind of molecules like to associate

انواع مسلم مولکولها تمایل به تجمع با خاک رس دارند.برای مثال دراین مورد RNA به رنگ قرمزنشان داده شده-که یک نسبتی از DNA داره

with the clay. For example, in this case, RNA, shown in red

انواع مسلم مولکولها تمایل به تجمع با خاک رس دارند.برای مثال دراین مورد RNA به رنگ قرمزنشان داده شده-که یک نسبتی از DNA داره

-- this is a relative of DNA,

انواع مسلم مولکولها تمایل به تجمع با خاک رس دارند.برای مثال دراین مورد RNA به رنگ قرمزنشان داده شده-که یک نسبتی از DNA داره

it's an informational molecule --

این یک مولکول اسلاعاتی است--

it can come along and it starts to associate

اون میتونه بمیان بیاد و شروع به تجمع در سطح خاک رس کنه.

with the surface of this clay.

اون میتونه بمیان بیاد و شروع به تجمع در سطح خاک رس کنه.

This structure, then, can organize the

این ساختار بعدا میتونه

formation of a membrane boundary around

تشکیل غشای متصل به خودشو سازماندهی بکنه

itself, so it can make a body of

که درنیجه میتونه یک بدنه از

liquid molecules around itself, and that's

مولکولهای مایع دورادور خودشو بسازه که برنگ سبز نشون داده شده در این نمودارکوچک.

shown in green here on this micrograph.

مولکولهای مایع دورادور خودشو بسازه که برنگ سبز نشون داده شده در این نمودارکوچک.

So just through self-assembly, mixing things

خب.. درست ازطریق خودگرداوری ..مخلوط کردن اجسام

together in the lab, we can come up with, say,

باهمدیگه درآزمایشگاه ما میتونیم بفکر یک سطح متابولیکی

a metabolic surface with some

باهمدیگه درآزمایشگاه ما میتونیم بفکر یک سطح متابولیکی

informational molecules attached

با برخی مولکولهای اطلاعاتی متصل به درون غشای این بدنه باشیم.درسته؟

inside of this membrane body, right?

با برخی مولکولهای اطلاعاتی متصل به درون غشای این بدنه باشیم.درسته؟

So we're on a road towards living systems.

خب درنتیجه ما درراهی بسوی سیستمهای زنده هستیم.

But if you saw this protocell, you would not

اما اگه این پیش سلولو میدیدی شما گیج نمیشدی با چیزی که واقعا زنده است.

confuse this with something that was actually alive.

اما اگه این پیش سلولو میدیدی شما گیج نمیشدی با چیزی که واقعا زنده است.

It's actually quite lifeless. Once it forms,

این واقعا تقریبا بدون حیاته.زمانی میسازه

it doesn't really do anything.

واقعا کاری نمیکنه.

So, something is missing.

درنتیجه چیزی ازقلم افتاده.

Some things are missing.

برخی چیزها ازقلم افتادند.

So some things that are missing is,

چیزهایی که ازقلم افتادند برای مثال

for example, if you had a flow of energy

اگه شما یک جریان انرژی داشتی

through a system, what we'd want

ازطریق یک سیستم چیزی که ما میخواستیم

is a protocell that can harvest

یک پیش سلول بود که بتونه مقداری از اون انرژی را برای نگهداری خودش حفظ کنه بیشترشبیه کاری که موجودات زنده انجام میدن.

some of that energy in order to maintain itself,

یک پیش سلول بود که بتونه مقداری از اون انرژی را برای نگهداری خودش حفظ کنه بیشترشبیه کاری که موجودات زنده انجام میدن.

much like living systems do.

یک پیش سلول بود که بتونه مقداری از اون انرژی را برای نگهداری خودش حفظ کنه بیشترشبیه کاری که موجودات زنده انجام میدن.

So we came up with a different protocell

درنتیجه ما بفکر یک مدل پیش سلول متفاوت افتادیم

model, and this is actually simpler than the previous one.

و این درواقع از مدل قبلی ساده تر بود.

In this protocell model, it's just an oil droplet,

دراین مدل پیش سلولی این فقط یک قطره روغن است.

but a chemical metabolism inside

ولی با یک متابولیسم شیمیایی درونی

that allows this protocell to use energy

که به این پیش سلول اجازه مصرف انرژی میده

to do something, to actually become dynamic,

برای انجام کارها که بیشتر داینامیک باشه

as we'll see here.

همانطور که اینجا میبینید.

You add the droplet to the system.

شما قطره را به سیستم اضافه میکنید.

It's a pool of water, and the protocell

تین یک استخر آبه واین پیش سلول

starts moving itself around in the system.

شروع به حرکت در دورتادور سیستم میکنه.

Okay? Oil droplet forms

اوکی؟شکل های قطرات روغن

through self-assembly, has a chemical

ازطریق خود گردآوری یک متبولیسم شیمیایی داخلی داره که میتونه انرژی مصرف کنه

metabolism inside so it can use energy,

ازطریق خود گردآوری یک متبولیسم شیمیایی داخلی داره که میتونه انرژی مصرف کنه

and it uses that energy to move itself

و این انرژی صرف بحرکت دراوردن اون در محیط میشه

around in its environment.

و این انرژی صرف بحرکت دراوردن اون در محیط میشه

As we heard earlier, movement is very

همانطور که قبلا شنیدیم حرکت خیلی مهمه در انواع سیستمهای زنده

important in these kinds of living systems.

همانطور که قبلا شنیدیم حرکت خیلی مهمه در انواع سیستمهای زنده

It is moving around, exploring its environment,

اون داره میگرده ومحیطشو کشف میکنه

and remodeling its environment, as you see,

و شکل محیطشو بازسازی میکنه همانطور که میبینید بوسیله این موجهای شیمیایی که بوسیله پیش سلولها تولیدمیشن.

by these chemical waves that are forming by the protocell.

و شکل محیطشو بازسازی میکنه همانطور که میبینید بوسیله این موجهای شیمیایی که بوسیله پیش سلولها تولیدمیشن.

So it's acting, in a sense, like a living system

اون داره عمل میکنه مثل یک سیستم زنده

trying to preserve itself.

سعی درحفظ خودش داره.

We take this same moving protocell here,

ما همون پیش سلول را اینجا داریم و اونو دریک تجربه دیگه بکارمیبریم

and we put it in another experiment,

ما همون پیش سلول را اینجا داریم و اونو دریک تجربه دیگه بکارمیبریم

get it moving. Then I'm going

وقتی حرکت کنه من میخوام کمی غذا به این سیستم اضافه کنم

to add some food to the system,

وقتی حرکت کنه من میخوام کمی غذا به این سیستم اضافه کنم

and you'll see that in blue here, right?

و شما خواهید دید اینو که آبی میشه.خوب؟

So I add some food source to the system.

خب..من کمی غذا به سیستم اضافه میکنم.

The protocell moves. It encounters the food.

پیش سلول حرکت میکنه.اون باغذا مواجه میشه.

It reconfigures itself and actually then

اون خودشو مجددا تنظیم میکنه و وسپس قادر به رفتن به بالاترین غلظت غذایی وتوقف دراونجا میشه.

is able to climb to the highest concentration

اون خودشو مجددا تنظیم میکنه و وسپس قادر به رفتن به بالاترین غلظت غذایی وتوقف دراونجا میشه.

of food in that system and stop there.

اون خودشو مجددا تنظیم میکنه و وسپس قادر به رفتن به بالاترین غلظت غذایی وتوقف دراونجا میشه.

Alright? So not only do we have this system

خوب؟نتنها ما این سیستمو که یک بدنه داره دارا هستیم

that has a body, it has a metabolism,

خوب؟نتنها ما این سیستمو که یک بدنه داره دارا هستیم بلکه اون دارای متابولیسمه

it can use energy, it moves around.

ومیتونه انرژی مصرف کنه و حرکت کنه.

It can sense its local environment

اون میتونه محیط اطرافشو حس کنه

and actually find resources

و درواقع منابع راپیدا کنه

in the environment to sustain itself.

در محیط برای اینکه خودشو حفظ کنه.

Now, this doesn't have a brain, it doesn't have

حالا اون مغز نداره..

a neural system. This is just a sack of

سیستم اعصاب نداره.اون فقط یک کیسه شیمیاییه که قادره این رفتار شبه زندگی زیبا و پیچیده را ازخودش نشون بده.

chemicals that is able to have this interesting

سیستم اعصاب نداره.اون فقط یک کیسه شیمیاییه که قادره این رفتار شبه زندگی زیبا و پیچیده را ازخودش نشون بده.

and complex lifelike behavior.

سیستم اعصاب نداره.اون فقط یک کیسه شیمیاییه که قادره این رفتار شبه زندگی زیبا و پیچیده را ازخودش نشون بده.

If we count the number of chemicals

اگه ما تعداد مواد شیمیایی را بشماریم دراون سیستم درواقع شامل آب

in that system, actually, including the water

اگه ما تعداد مواد شیمیایی را بشماریم دراون سیستم درواقع شامل آب

that's in the dish, we have five chemicals

که در ظرفه ما 5 ماده شیمیایی داریم

that can do this.

که میتونه اینو انجام بده.

So then we put these protocells together in a

درنتیجه ما این پیش سلولها را درکنارهم قرار میدهیم در یک آزمایش تنها برای دیدن آنکه چه کاری آنها انجام میدهند

single experiment to see what they would do,

درنتیجه ما این پیش سلولها را درکنارهم قرار میدهیم در یک آزمایش تنها برای دیدن آنکه چه کاری آنها انجام میدهند

and depending on the conditions, we have

و بسته به حالات موجود ما پیش سلولهایی را در سمت چپ داریم

some protocells on the left that are

که دارند به اطراف حرکت میکنند

moving around and it likes to touch the other

ومثل اینکه سایر ساختارهارا لمس میکنند در محیط.

structures in its environment.

ومثل اینکه سایر ساختارهارا لمس میکنند در محیط.

On the other hand we have two moving

ماز سوی دیگر ما دونوع پیش سلول متحرک داریم

protocells that like to circle each other,

که دوست دارند دورهم دایره وار بچرخند

and they form a kind of a dance, a complex dance with each other.

وتشکیل نوعی رقص بدهند ..یک رقص پیچیده با همدیگه.

Right? So not only do individual protocells

خوب؟نتنها هر پیش سلول

have behavior, what we've interpreted as

رفتارهای خودشو داره ..آنچه ما تفسیرکرده ایم بعنوان رفتار دراین سیستم اما ما همچنین

behavior in this system, but we also have

رفتارهای خودشو داره ..آنچه ما تفسیرکرده ایم بعنوان رفتار دراین سیستم اما مااساسا

basically population-level behavior

رفتار سطح جمعیتی داریم که شبیه به آنچه ارگانیسمها دارند میباشد.

similar to what organisms have.

رفتار سطح جمعیتی داریم که شبیه به آنچه ارگانیسمها دارند میباشد.

So now that you're all experts on protocells,

شما الان همگی در پیش سلولها خبره هستید

we're going to play a game with these protocells.

ما قراره با این پیش سلولها بازی کنیم .

We're going to make two different kinds.

ما قراره دونوع متفاوت بسازیم.

Protocell A has a certain kind of chemistry

پیش سلول A یک نوع کاملا شیمیایی درونش داره

inside that, when activated, the protocell

زمانی که فعال میشه پیش سلول

starts to vibrate around, just dancing.

شروع به لرزیدن میکنه..میرقصه.

So remember, these are primitive things,

بیادداشته باشید اینها چیزهای ابتدایی هستند

so dancing protocells, that's very

درنتیجه پیش سلولهای درحال رقص اون خیلی جالبه برای ما.

interesting to us. (Laughter)

(خنده حاضرین)

The second protocell has a different

دومین نوع پیش سلول حاوی یک شیمی متفاوت در درونش است

chemistry inside, and when activated,

دومین نوع پیش سلول حاوی یک شیمی متفاوت در درونش است

the protocells all come together and they fuse

همه پیش سلولها با هم میان وبهم متصل میشوند و یک بزرگترو میسازند.درسته؟

into one big one. Right?

همه پیش سلولها با هم میان وبهم متصل میشوند و یک بزرگترو میسازند.درسته؟

And we just put these two together

وما این دونوع را با هم وکنارهم میگذاریم

in the same system.

در درون اون سیستم.

So there's population A,

خب این از نوع A

there's population B, and then

این جمعیت B است و

we activate the system,

سیستمو فعال میکنیم

and protocell Bs, they're the blue ones,

وپیش سلولهای نوع B اونهایی که آبی هستند

they all come together. They fuse together

همشون باهم میایند.بهم متصل میشوند

to form one big blob, and the other protocell

برای ساختن یک قطره بزرگ تر و پیش سلول دیگه

just dances around. And this just happens

فقط میرقصه واین زمانی اتفاق میفته

until all of the energy in the system is

تا زمانی که تمام انرژی در سیستم

basically used up, and then, game over.

مصرف بشه وسپس بازی تمام.

So then I repeated this experiment

وقتی که من این تجربه را تکرار کردم

a bunch of times, and one time

دفعات زیاد و یکبار

something very interesting happened.

چیز جالبی اتفاق افتاد.

So, I added these protocells together

که من این پیش سلولهارا اضافه کردم

to the system, and protocell A and protocell B

به سیسستم و پیش سلول Aو چیش سلول B

fused together to form a hybrid protocell AB.

بهم متصل شدند برای تشکیل یک پیش سلول هیبریدی AB.

That didn't happen before. There it goes.

که قبلا اتفاق نیفتاد.

There's a protocell AB now in this system.

اینجا یک پیش سلول ABدرسیستم داریم.

Protocell AB likes to dance around for a bit,

پیش سلول ABدوست داره برای مدتی برقصه این دوروبر

while protocell B does the fusing, okay?

مادامیکه پیش سلول B اتصال را انجام میده.خب؟

But then something even more interesting happens.

ولی بعد چیز جالبتری اتفاق افتاد.

Watch when these two large protocells,

نگاه کنید زمانی که این دو پیش سلول بزرگ

the hybrid ones, fuse together.

هیبریدی ها..بهم متصل میشن.

Now we have a dancing protocell

حالا ما یک پیش سلول رقصان داریم

and a self-replication event. Right. (Laughter)

و یک رویداد خود تولیدمثلی.درست.(خنده حاضرین)

Just with blobs of chemicals, again.

درست با قطرات شیمیایی دوباره.

So the way this works is, you have

راهی که این کارمیکنه اینه که شما اینجا یک سیستم ساده پنج شیمیایی دارید.

a simple system of five chemicals here,

راهی که این کارمیکنه اینه که شما اینجا یک سیستم ساده پنج شیمیایی دارید.

a simple system here. When they hybridize,

یک سیسنم ساده اینجا وقتی اونها هیبریدی میشوند

you then form something that's different than

شما سپس چیزی میسازید که متفاوته از

before, it's more complex than before,

قبل اون پیچیده تر از قبله

and you get the emergence of another kind of

وشما اضطرار نوع دیگری از رفتار شبه زنده را میگیرید

lifelike behavior which

که دراینمورد تکثیر است.

in this case is replication.

که دراینمورد تکثیر است.

So since we can make some interesting

درنتیجه زمانی که ما بتوانیم پیش سلولهای جالبی را بسازیم

protocells that we like, interesting colors and

که مادوست داریم رنگهای جالب و

interesting behaviors, and they're very easy

رفتارهای جالب و اونها خیلی ساده هستند

to make, and they have interesting lifelike

برای ساختن .اونها خواص شبه زندگی جالبی دارند

properties, perhaps these protocells have

شاید این پیش سلولها

something to tell us about the origin of life

چیزی درباره منشا حیات روی زمین دارند که به ما بگویند

on the Earth. Perhaps these represent an

شاید اینها نمایان کننده

easily accessible step, one of the first steps

یک مرحله براحتی دردسترس..یکی از اولین مراحل

by which life got started on the early Earth.

که با اون زندگی آغاز شد در ابتدای زمین.

Certainly, there were molecules present on

قطعا مولکولهایی روی زمین ظاهر شدند

the early Earth, but they wouldn't have been

اما اونها نمیتوانند اون ترکیبات خالصی باشند

these pure compounds that we worked with

که من با اونها در آزمایشگاهم کار کردم

in the lab and I showed in these experiments.

و بشما اون تجربیات را نشان دادم.

Rather, they'd be a real complex mixture of

اونها یک مخلوط پیچیده واقعی از

all kinds of stuff, because

همه نوع چیز میتوانند باشند چرا که

uncontrolled chemical reactions produce

واکنشهای شیمیایی کنترل نشده

a diverse mixture of organic compounds.

یک مخلوط متنوع از ترکیبات آلی تولید میکنند.

Think of it like a primordial ooze, okay?

به اون مانند یک بستر نرم پیش از ایجاد زمین فکر کنید خوب؟

And it's a pool that's too difficult to fully

و اون یک استخر است که خیلی مشکل میتوان کاملا شناختش

characterize, even by modern methods, and

حتی با روشهای مدرن و

the product looks brown, like this tar here

محصول قهوه ای رنگ مثل قطرانی که اینجاست

on the left. A pure compound

در سمت چپ.یک ترکیب خالص

is shown on the right, for contrast.

در سمت راست نشان داده میشود در تضاد.

So this is similar to what happens when you

درنتیجه این شبیه به آن چیزی است که اتفاق میفته وقتی شما

take pure sugar crystals in your kitchen,

بلور خالص شکر را درآشپزخانه تان میگیرید

you put them in a pan, and you apply energy.

اونها را در ماهی تابه میگذارید و انرژی میگذارید.

You turn up the heat, you start making

گاز را روشن میکنید و شروع به

or breaking chemical bonds in the sugar,

ساختن یا شکستن پیوندهای شیمیایی شکر میکنید خوب؟

forming a brownish caramel, right?

درست کردن یک کارامل قهوه ای

If you let that go unregulated, you'll

اگه بگذارید اون بی قاعده بره

continue to make and break chemical bonds,

شما به شکستن پیوندهای شیمیایی ادامه میدهید

forming an even more diverse mixture of

وحتی یک مخلوط متنوع تر از

molecules that then forms this kind of black

مولکولهایی که این شکل از

tarry stuff in your pan, right, that's

ماده سیاه رنگ را در تابه تان میسازد

difficult to wash out. So that's what

که شستنش خیلی سخته

the origin of life would have looked like.

که اینه که چرا شبیه منشا حیات بوده است

You needed to get life out of this junk that

شما نیاز داشتید که حیات را از این اشغال بیرون یببرید

is present on the early Earth,

آشغالی که نمایان میشود در ابتدای کره زمین.

four, 4.5 billion years ago.

4 تا 4.5 میلیارد سال پیش.

So the challenge then is,

که چالش اینه که

throw away all your pure chemicals in the lab,

بیرون انداختن همه ترکیبات شیمیایی خالص شما در آزمایشگاه

and try to make some protocells with lifelike

و سعی برای ساختن برخی پیش سلولها با خواص شبه حیات از این نوع از ماده اولیه.

properties from this kind of primordial ooze.

و سعی برای ساختن برخی پیش سلولها با خواص شبه حیات از این نوع از ماده اولیه.

So we're able to then see the self-assembly

درنتیجه ما قادر به دیدن خود گردان هستیم

of these oil droplet bodies again

از این بدنه های قطرات روغن

that we've seen previously,

که ما قبلا دیده ایم

and the black spots inside of there

و نقاط سیاه درون اونجا

represent this kind of black tar -- this diverse,

نمایان میسازد این نوع از قطران سیاه--این گونه متنوع

very complex, organic black tar.

خیلی پیچیده و آلی از تار سیاه.

And we put them into one of these

وما اونها را در یکی از این تجربیات قرار میدهیم

experiments, as you've seen earlier, and then

همانطور که قبلا دیده اید و بعد

we watch lively movement that comes out.

ما میبینیم حرکات زنده که بیرون میاد.

They look really good, very nice movement,

اونها بنظر واقعا خوب میان و حرکات خیلی زیبا

and also they appear to have some kind of

و همچنین اونها ظاهر میشوند تا داشته باشند برخی انواع

behavior where they kind of circle

رفتاری را مثل دایره ای که

around each other and follow each other,

دور یکدیگر و بدنبال یکدیگرانجام میدهند

similar to what we've seen before -- but again,

مانند آنچه قبلا دیده ایم درقبل--اما مجددا

working with just primordial conditions,

کارکردن با حالات خیلی قدیمی

no pure chemicals.

نه موادشیمیایی خالص.

These are also, these tar-fueled protocells,

اینها همچنین این پیش سلولهای تغذیه کننده تار

are also able to locate resources

قادرند تا منابع را قراردهند

in their environment.

درمحیطشان.

I'm going to add some resource from the left,

من قراره مقداری منبع از سمت چپ اضافه کنم

here, that defuses into the system,

اینجا اون سیستم را منفک میکنه

and you can see, they really like that.

وشما میتوانید ببینید اونو بطورواقعی.

They become very energetic, and able

اونها خیلی با انرژی میشوند و

to find the resource in the environment,

قادر به پیدا کردن منبع در مخیطشان میشوند

similar to what we saw before.

شبیه به آنچه ما قبلا دیدیم.

But again, these are done in these primordial

اما دوباره اینها انجام میشوند در

conditions, really messy conditions,

حالات خیلی قدیمی و واقعا نامرتب

not sort of sterile laboratory conditions.

از انواع حالات آزمایشگاهی غیراستریل.

These are very dirty little protocells,

اینها پیش سلولهای خیلی کوچک خیلی کثیف هستند

as a matter of fact. (Laughter)

در واقع.(خنده حاضرین)

But they have lifelike properties, is the point.

اما اونها خواص شبه حیاتی دارند.نکته اینه.

So, doing these artificial life experiments

درنتیجه انجام دادن این تجربیات مصنوعی حیات

helps us define a potential path between

بما کمک میکنند تا تعریف کنیم یک مسیر بالقوه

non-living and living systems.

بین سیستم غیرزنده و زنده.

And not only that, but it helps us

ونتنها اون بلکه این بما کمک میکنه

broaden our view of what life is

نظر ما را وسیع میکنه که حیات چه هست

and what possible life there could be

وحیات ممکن چه میتواند باشد

out there -- life that could be very different

درخارج از آنجا--حیات میتونه خیلی متفاوت باشه

from life that we find here on Earth.

از حیاتی که ما روی زمین میابیم.

And that leads me to the next

واون منو به واژه بعد رهنمون میکنه که "حیات عجیب" است.

term, which is "weird life."

واون منو به واژه بعد رهنمون میکنه که "حیات عجیب" است.

This is a term by Steve Benner.

این یک واژه از استیو بنراست.

This is used in reference to a report

این در رجوع به یک گزارش استفاده میشه

in 2007 by the National Research Council

در سال 2007 بوسیله کنسول ملی تحقیق

in the United States, wherein

در ایالات متحده جایی که

they tried to understand how we can

اونها سعی کردند که بفهمند چگونه ما میتوانیم

look for life elsewhere in the universe, okay,

بدنبال حیات درجایی دیگر از این جهان باشیم

especially if that life is very different from life

بخصوص اگر اون زندگی خیلی متفاوت باشه از

on Earth. If we went to another planet and

زندگی روی زمین.اگر ما به سیاره دیگری رفتیم

we thought there might be life there,

و فکرکردیم ممکنه اونجا هم حیات وجودداشته باشه

how could we even recognize it as life?

چگونه ما حتی میتونیم اونو بعنوان حیات شناسایی کنیم؟

Well, they came up with three very general

خوب اونها با سه ویژگی خیلی کلی اومدند.

criteria. First is -- and they're listed here.

اولیش--که اینجا لیست شدند.

The first is, the system has to be in

اولیش اینکه سیستم مجبور به غیر تعادلی بودنه.

non-equilibrium. That means the system

این به این معنیه که سیستم

cannot be dead, in a matter of fact.

نمیتونه مرده باشه ..درواقع

Basically what that means is, you have

اساسا چیزی که معنی میده اینه که شما یک ورودی از انرژی بسوی سیستم داره که حیات میتونه استفاده کنه و بهره ببره برای زنده ماندن خودش.

an input of energy into the system that life

اساسا چیزی که معنی میده اینه که شما یک ورودی از انرژی بسوی سیستم داره که حیات میتونه استفاده کنه و بهره ببره برای زنده ماندن خودش.

can use and exploit to maintain itself.

اساسا چیزی که معنی میده اینه که شما یک ورودی از انرژی بسوی سیستم داره که حیات میتونه استفاده کنه و بهره ببره برای زنده ماندن خودش.

This is similar to having the Sun shining

این شبیه به داشتن آفتاب است روی زمین که منجر به انجام فتوسنتز

on the Earth, driving photosynthesis,

این شبیه به داشتن آفتاب است روی زمین که منجر به انجام فتوسنتز

driving the ecosystem.

وانجام اکوسیستم میشه.

Without the Sun, there's likely to be

بدون آفتاب وجود زندگی دراین سیاره نامحتمله.

no life on this planet.

بدون آفتاب وجود زندگی دراین سیاره نامحتمله.

Secondly, life needs to be in liquid form,

دوم اینکه حیات نیازداره به شکل مایع باشه

so that means even if we had some

این به این معناست که حتی اگه ما برخی ساختارهای جالب داشتیم یا مولکولهای جالب

interesting structures, interesting molecules

این به این معناست که حتی اگه ما برخی ساختارهای جالب داشتیم یا مولکولهای جالب

together but they were frozen solid,

حتی اگه جامد یخزده بودند

then this is not a good place for life.

این مکان خوبی برای زندگی نبود.

And thirdly, we need to be able to make

و سوم اینکه ما نیازداریم که قادرباشیم

and break chemical bonds. And again

پیوندهای شیمیایی را بسازیم یا بشکنیم

this is important because life transforms

ودوباره این مهمه چرا که حیات تبدیل میکنه

resources from the environment into

منابع را از محیط به

building blocks so it can maintain itself.

بلوکهای ساختمانی که بتونه خودشو حفظ کنه.

Now today, I told you about very strange

امروز من بشا درباره پیش سلولهای عجیب و غریب گفتم--

and weird protocells -- some that contain clay,

بعضی شامل خاک رس

some that have primordial ooze in them,

وبعضی بسترنرم زمان پیدایش زمین دراونها

some that have basically oil

وبرخی که اساسا روغن دارند

instead of water inside of them.

درعوض آب در داخلشون.

Most of these don't contain DNA,

اغلب اینها DNA ندارند

but yet they have lifelike properties.

اما هنوز خواص شبه حیات را دارا هستند.

But these protocells satisfy

ولی این پیش سلولها این ملزومات کلی سیستمهای زنده را برآورده میکنند.

these general requirements of living systems.

ولی این پیش سلولها این ملزومات کلی سیستمهای زنده را برآورده میکنند.

So by making these chemical, artificial

با ساخت این ترکیبات شیمیایی

life experiments, we hope not only

تجارب مصنوعی حیات امید داریم

to understand something fundamental

نتنها چیزهای اساسی درباره منشا حیات و وجود حیات در این سیاره را بفهمیم

about the origin of life and the existence

نتنها چیزهای اساسی درباره منشا حیات و وجود حیات در این سیاره را بفهمیم

of life on this planet, but also

نتنها چیزهای اساسی درباره منشا حیات و وجود حیات در این سیاره را بفهمیم

what possible life there could be

بلکه حیات ممکن اونجا

out there in the universe. Thank you.

خارج از کهکشان ما نیز وجود داشته باشد.متشکرم.

(Applause)

(تشویق حاضران)